FUNDICIONES DE HIERRO

FUNDICIONES DE HIERRO

Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fsforo. Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamao y complejidad pero no pueden ser sometidas a deformacin plstica, no son dctiles ni maleables y poco soldables pero s maquinables, relativamente duras y resistentes a la corrosin y al desgaste.

Las fundiciones tienen innumerables usos y sus ventajas ms importantes son:- Son ms fciles de maquinar que los aceros.- Se pueden fabricar piezas de diferente tamao y complejidad.- En su fabricacin no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.- Absorben las vibraciones mecnicas y actan como autolubricantes.- Son resistentes al choque trmico, a la corrosin y de buena resistencia al desgaste.

De acuerdo con la apariencia de su fractura, las fundiciones pueden ser grises, blancas, atruchadas, aunque tambin existen las fundiciones maleables, nodulares y especiales o aleadas.

MICROCONSTTITUYENTES DE LAS FUNDICIONES

Las fundiciones de hierro pueden presentar los mismos constituyentes de los aceros, ms el eutctico ledeburita compuesto de austenita y cementita, el eutctico ternario de cementita, ferrita y fosfuro de hierro (esteadita) y el carbono en forma de lminas, ndulos o esferitas de grafito, su microestructura se basa en el diagrama hierro carbono estable.

Ledeburita: Es el constituyente eutctico que se forma al enfriar la fundicin lquida de 4.3% C desde 1145C. Est formada por 52% de cementita y 48% de austenita de 2% C. La ledeburita no existe a temperatura ambiente en las fundiciones ordinarias debido a que en el enfriamiento se transforma en cementita y perlita; sin embargo en las fundiciones se pueden conocer la zonas donde existi la ledeburita por el aspecto eutctico con que quedan las agrupaciones de perlita y cementita.

Esteadita: Es un constituyente de naturaleza eutctica duro, frgil (300 a 350 Vickers) y de bajo punto de fusin (960C), que aparece en las fundiciones de alto contenido en fsforo (ms de 0. l5 % P)

Propiedades

Es muy frgil, dureza baja de unos 80 a 100 HB, resistente al choque trmico, a la corrosin, absorbe las vibraciones, bajo costo y poco soldable comparado con el acero.Aspecto

La superficie exterior en la fundicin es de color gris oscuro, mientras que la fractura es oscura (fundicin negra) o gris (fundicin gris) o atruchada (puntos claros sobre fondo oscuro, o viceversa) o clara (fundicin blanca); al aire libre, la superficie externa se cubre de herrumbe (xido hidratado de hierro) de color rojo pardo que penetra lentamente en el interior.

Peso especfico

El peso especfico vara con la composicin y por consiguiente con el aspecto de la fundicin; se puede admitir, por trmino medio:

Fundicin gris = 7 a 7.2Fundicin atruchada = 7.3 a 7.4 Fundicin blanca = 7.4 a 7.6

Temperatura de fusin:Vara con la composicin y el aspecto de la fundicin. En promedio es:

Fundicin negra gris 1200 CFundicin blanca 1100 C

Fluidez:Es la propiedad del metal lquido de correr y de llenar bien los moldes: en igualdad de temperatura, la fundicin fosforosa es ms fluida que la fundicin con poco fsforo.

Contraccin:Como se ha visto, el metal, al solidificarse, sufre una contraccin: en la fundicin blenca la contraccin es casi igual a la del acero (16 a 18 por 1000). En las fundiciones grises, en las cuales en el momento de la solidificacin se segregan las laminillas de grafito ( de peso especfico - 2 ) con aumento de volumen de la masa, la contraccin final resulta menor ( 10 por 1000); la contraccin varia tambin segn los obstculos mayores o menores que encuentra la colada en el molde.

Resistencia a la traccin:La fundicion gris tiene una carga de rotura a la traccin que, de cerca de 15 Kg/mm2 , llega a los 30 , 40 y 45 Kg/ mm2. Las fundiciones aleadas y las esferidales sobrepasan este lmite llegando a cargas que se pueden comparar a las de los aceros de calidad (70 y hasta 80 Kg/ mm2.) en las fundiciones maleables las cargas de rotura son de por lo menos 32 Kg/ mm2, generalmente en torno a 40 Kg/ mm2.La resistencia a la comprensin es mayor, y para las fundiciones grises normales resulta cerca de tres veces la de la traccin: por eso, como vemos, es aconsejable someter las piezas de fundicin a esfuerzos de compresin, ms bien que a los de traccin.

Resistencia a la flexin:Puesto que en la flexin las fibras del elemento quedan tensas en la parte convexa, y comprimidas en la cncava, la resistencia a la flexin varia segn la orientacion de la seccin.

Resistencia al choque:El choque y la resiliencia son solicitaciones dinmicas, y en su confrontacin la fundicin se comporta de un modo particular. Las fundiciones grises , resisten no muy bien los choque y son frgiles porque no sufren deformaciones plsticas. Las fundiciones maleables, por el contrario, y las de grafito nodular (fundiciones dctiles) resisten bien; no obstante, si los choques est contenidos en el lmite de seguridad; las fundiciones grises tienen un ptimo comportamiento, por su propiedad caracterstica de amortiguar las vibraciones, por esto (adems de por razones econmicas) se ha llegado a sustituir los cigueales de acero tratado para compresores y para motores de combustin interna, por rboles colados con fundicin gris, obtenindose un funcionamiento ms regular ms suave y menos ruidoso.

Dureza: La dureza de la funcin es relativamente elevada. La fundicin gris tiene una dureza de 140 a 250 Brinell, se puede mecanizar fcilmente, porque la viruta se desprende mejor y por la presencia de grafito liberado, que lubrica el paso de la viruta sobre el corte de la herramienta,la Viruta es siempre escamosa, excepto en las fundiciones maleables y en las de grafito nodular.Las fundiciones blancas tienen una dureza superior a 350 a 400 Brinell.Hasta cerca de 550 Brinell se pueden mecanizar con herramientas de carburo; ms all, requieren la muela de esmeril

Resistencia qumica:La funcidin tiene una discreta resistencia qumica, es decir, a los cidos, a los lcalis, a las oxidaciones y al fuego.Por esto se hacen elementos para mquinas e instalaciones qumicas y elementos para mquinas e instalaciones termicas ( parrillas, por ejemplo, calderas,etc).

Otras propiedades:La fundicin no es dctil, no es maleable (en el verdadero sentido de la palabra); se puede soldar al latn; en la soldadura oxiacetilnica y en la elctrica de arco, el metal de aporte (acero o fundicin) adquiere una elevada dureza y slo con alguna dificultad puede ser trabajado.La fundicin puede recibir baos galvnicos (ser niquelada, por ejemplo), ser galvanizada en caliente, estaada y esmaltada al fuego (piezas de uso domstico y par la industria qumica)